特集環境装置①

集じん灰再循環システムによる消石灰使用量の削減
日立造船株式会社
環境事業本部 開発センター
EfW プロジェクトグループ

日立造船株式会社
環境事業本部 環境設計部
計画グループ加藤前田

１．はじめに睦史

優佑

灰として BF 下部から排出される。排出された集じん灰には未反応の消石灰が多量に含まれているが、通常はこ都市ごみ焼却施設における排ガス中の HCl や SOx 濃のまま系外へ排出している。RSorp では、BF 下部から度低減策として、消石灰や重曹等のアルカリ薬剤をバグ排出された集じん灰の一部を、再循環装置を経由してフィルタ（以下、BF）の上流煙道に供給する乾式処理

BF の上流煙道に再供給する。集じん灰に含まれる未反法が広く採用されている。乾式処理法は装置が簡便で建応消石灰を有効利用することで消石灰使用量の削減が可設費が安くなるという利点を有する。しかし、供給され能となる。また、再循環装置は、機器数を最小限に絞ったアルカリ薬剤は、その全量が反応しないため排ガス中たシンプルな構成とした。の HCl や SOx 量に対して余剰な薬剤を供給する必要がバグフィルタあり、薬剤費や飛灰処分費等のランニングコストが増大するという課題があった。
そこで、BF から排出される集じん灰に含まれる多量の未反応薬剤に注目し、集じん灰を BF の上流煙道に再煙突へ消石灰供給して未反応薬剤を活用する、集じん灰再循環システム
RSorp®（以下、RSorp）を開発した。既にアルカリ薬剤に重曹を用いて高い脱塩脱硫性能を実証しており 1）、今回、筆者らは消石灰を用いた RSorp について実証試験を行った。なお、消石灰は重曹より反応性が劣るが、多くの施設の乾式処理で採用されている。本稿では、この排ガス集じん灰消石灰を用いた RSorp 運転結果について報告する。

再循環装置

２．RSorp の特徴
RSorp の模式図を図１に示す。BF 入口から排ガス中に供給した消石灰は HCl や SOx と反応した後、集じん集じん灰の一部を再循環排出

図１ 集じん灰再循環システムRSorp模式図

産業機械 2017.527

消石灰
活性炭

ろ過式集じん器

HCI計

ボイラより

SOx計
煙突

HCI計
集じん灰

集じん灰
再循環
減温塔
排ガス
消石灰及び集じん灰集じん灰再循環システム関連設備

誘引通風機

飛灰安定化設備
貯留タンク

図２ 桐生市清掃センター 排ガス処理系統フローバグフィルタ□ ４倍循環10ppm■ ６倍循環集じん灰（BF上流煙道へ）

20ppm
集じん灰
（BF下部より）

貯留タンク

50ppm

0204060

消石灰削減率（％）

図３ RSorp設置状況

図４ RSorpによる消石灰削減効果

灰循環率は、集じん灰発生量に対する集じん灰循環量３．実証試験の概要の比を示す。ここで集じん灰発生量とは、消石灰供給実施施設量と BF におけるばいじん捕集量の合計量である。例

桐生市清掃センター（定格ごみ焼却量 150 t/day

えば、消石灰供給量が 50、ばいじん捕集量を 50、×３炉）のご協力の下、１号 BF に集じん灰再循環装

集じん灰循環量を 400 とすると、集じん灰循環率は置を設置し実証試験を行った。桐生市清掃センターの４倍となる。

⑴

排ガス系統フローを図２に、実際の RSorp 設置状況

本実証試験では、集じん灰循環率を４倍及び６倍のを図３に示す。図２の実線は排ガスのフローを、点線

２ 種 類、 煙 突 入 口 の 想 定 保 証 値 を 10ppm、は消石灰及び集じん灰のフローを、太線は今回の実証20ppm、50ppm の３種類の条件を検討した。
更に、想定保証値 10ppm における連続運転を長期試験で新たに設置した設備に関するフローを表す。
本施設では HCl や SOx 濃度の低減方法として消石灰による乾式処理を採用しており、減温塔出口排ガスに消石灰を供給している。本実証試験で新たに設置した集じん灰再循環システムは、主に貯留タンクとコンベア、定量供給装置で構成される。BF から排出された。

４．RSorp の運転結果⑴

消石灰削減効果

た集じん灰の一部をコンベアで貯留タンクへ搬送し、RSorp を停止した際の消石灰使用量を基準としてこの貯留タンクから集じん灰を BF 入口煙道に定量供算出した削減率を、集じん灰循環率及び想定保証値ご給した。とに図４に示す。

⑵

28にわたって行い、RSorp の性能安定性も併せて確認し検討条件

いずれの保証条件においても集じん灰を再循環する

検討した条件は、集じん灰循環率と、煙突入口 HClことで、消石灰使用量を削減することができた。全体及び SOx 濃度の想定保証値の２種類である。集じんと し て、 消 石 灰 削 減 率 は ２ ～ ４ 割 と な り、 特 に

INDUSTRIAL MACHINERY 2017.5

特集：環境装置①750

30500

20

煙突入口SOx10

煙突入口HCI250

BF入口HCI（ppm）煙突入口HCI、SOx（ppm）

BF入口HCI

0012/1812/1912/2012/2112/2212/2312/2412/25

図５ RSorp運転時のBF入口HCI濃度、煙突入口HCI及びSOx濃度の挙動50ppm 保証での循環率６倍で最も高い 47％もの削減率を得た。

400ppm 程度に対して、煙突入口 HCl 濃度は平均

また、集じん灰循環率で結果を比較すると、いずれ５ppm、SOx 濃度は平均４ppm であった。また、最の保証条件においても集じん灰循環率を増加させるこ

大値はいずれも 10ppm を下回り、長期にわたって安とで消石灰削減率が向上した。これは循環率が増加す定的に 10ppm 保証を満足できることを確認した。

るに従って、集じん灰に含まれる未反応消石灰が系内保証値 10ppm のような極めて厳しい条件では、湿により長く滞留し、反応に寄与する割合が増加したた式洗煙塔のような湿式処理を採用するのが一般的であめと考えられる。例えば、10ppm 保証条件において、る。本試験において、10ppm 保証を安定的に満足し循環率４倍では削減率が 21％であったが、循環率たことから RSorp が湿式洗煙塔の代替技術として有６倍では 27％に向上した。

効であることが示唆された。

集じん灰を再循環した場合の BF の圧力損失は、しない場合に比べ大きく増加しなかった。同様の現象
は、アルカリ薬剤に重曹を用いた集じん灰再循環シス
テムの試験 2) においても報告されている。集じん灰を循環することでろ布上堆積物の通気度が向上したと考えられ、循環によって集じん灰の粒子が凝集したと５．おわりに消石灰を用いた RSorp の実証試験を行い、下記の知見が得られた。
・RSorp を採用することで、２～４割の消石灰削減効果が得られた。

示唆される。また、集じん灰循環の有無で BF 圧力損

・消石灰を用いた RSorp を長期にわたって運転し、失が大きく変化しないことから、誘引通風機の消費電煙突入口 HCl 及び SOx 濃度について 10ppm 保力を大幅に増加させることなく消石灰使用量を低減で証を安定的に満足し、RSorp が湿式洗煙塔の代替きることが分かった。

技術として有効であると示唆された。

RSorp の設置に伴い建設費と維持管理費が増加するが、アルカリ薬剤の用役費、最終処分または資源化費用の低減により、数年以内に建設費を回収可能である。
⑵

本 運 転 期 間 中 の BF 入 口 の HCl 濃 度 は 平 均

煙突入口 HCl 及び SOx 濃度 10ppm における６．謝辞
本試験の実施に当たりまして、多大なご協力をいただきました桐生市様に心より御礼を申し上げます。

性能安定性
煙突入口の HCl 及び SOx 濃度を 10ppm 以下とする集じん灰再循環システムの連続運転を行い、このときの BF 入口 HCl 濃度、煙突入口 HCl 及び SOx 濃度の１時間移動平均値の挙動を図５に示す。

＜参考文献＞
1） 臼谷彰浩・近藤守・氏原龍秀・嶋崎伸吾・古林通孝・濱利雄「高性能 排 ガ ス 処 理 シ ス テ ム 」、
『Hitz 技 報 』vol.74 No.1、pp.2-7、2013 年
2） 古林通孝・臼谷彰浩・濱利雄・杉村枝里子「重曹の脱塩・脱硫性能の推定」、『第 23 回廃棄物資源循環学会研究発表会講演論文集』、
pp.413-414、2012 年

産業機械 2017.529